【文章內(nèi)容簡介】 動時實現(xiàn)軟起動。電源欠壓保護：由一個帶有回滯的電源比較器對輸入電源進行監(jiān)控，當輸入電壓低于7V時，電源停止工作。參考電源：將外部供電電源穩(wěn)壓在8~35V時，精度177。1%的低溫漂精密電壓源，可向外提供50mA電流。此電源經(jīng)常作為輸出電壓的給定信號，外接一個濾波電容C9濾除諧波，保證電源給定脈動小。電源控制端：對電源進行起停控制，在保護電源控制端加上高電平時，電源停止工作，當加上低電平時，電源開始工作。由電源控制端對電源進行控制起動時，沒有軟起動過程，因此控制板中沒有用電源控制控制電源起停，直接用一個電阻R22接地。PWM輸出極：兩個PWM輸出極采用圖騰柱結(jié)構(gòu)，輸出信號是互補，并且有死區(qū)，輸出峰值電流達500mA。輸出極的這種結(jié)構(gòu)形式使其用于驅(qū)動MOSFET時十分方便，同時對小功率應(yīng)用，通常不要外接驅(qū)動器，由PWM控制器直接驅(qū)動或加隔離脈沖變壓器驅(qū)動。當然也可為大功率IGBT驅(qū)動器提供控制信號?？刂瓢迨怯糜诮oIGBT驅(qū)動器提供PWM信號，電路中分別電阻R25和R26，其輸出的是10mA電流信號給驅(qū)動器的光耦輸入極。兩個PWM輸出極還各串有一個二極管， 這樣兩個輸出極可以分別驅(qū)動IGBT驅(qū)動器，也可以直接并聯(lián)驅(qū)動一個IGBT驅(qū)動器（斬波器時用一個驅(qū)動器）。二極管的作用上防止兩輸出直接并聯(lián)時，兩個PWM信號間電流，增加了電源的損耗。輸出電壓保護單元圖39 電壓檢測和保護單元圖39是輸入電壓檢測和保護的原理圖，其用于DC/DC控制時對輸出電壓進行過電壓保護。電路分電壓檢測、電壓比輸和故障信號輸出三個部分組成。電壓檢測：電壓檢測由運算放大器U2A、電阻RR3R32和R33構(gòu)成一個差模放大器，其中R30=R31，R32=R33。輸出電壓直接檢測是通過大阻值電阻R31和R31先將電電壓轉(zhuǎn)化為電流信號，再利用運算放大器原理進行轉(zhuǎn)換。U2A的輸出電壓為：其中Uin是加在+OUT和OUT間的電壓差。二極管D10和D11將運算放大器的輸出電壓嵌位在177。，對運放進行保護。電壓比較：比較器由運算放大器U2B、電阻R3R3R3R3R38和R39組成，是一個帶有滯環(huán)的比較器。R36和R37將電源電壓VCC進行分壓，U2A的輸出是負信號，U2B的輸入6 和5間的電壓大小決定出決定了其輸出。當輸出電壓低時，6腳電位較5腳高，U2B輸出為負飽和（電源電壓15V時，正負飽和的+）,當輸出電壓增大時，6腳電位下降，當?shù)陀?腳時，U2B輸出正飽和。R38和R39構(gòu)成電壓滯環(huán)，使5腳的電位在輸出正飽和和負飽和時有一個差，構(gòu)成為比較轉(zhuǎn)換點的回差，防止比較器在比較轉(zhuǎn)換點的來回振蕩。故障輸出：故障輸出級由三極管Q電阻R4R43和LED 指示L3組成，其功能完成故障信號的電平轉(zhuǎn)換和顯示故障。當沒有過壓時，Q1發(fā)射極受到負電壓而關(guān)斷，故障輸出為高電平；當輸出過電壓時，U2B輸出為+，Q1發(fā)發(fā)射極有電流流過而導(dǎo)通，故障輸出為0電平，同時指示燈L3亮。電阻R4限制Q1發(fā)射結(jié)電流。R42用于限制LED的電流。輸入直流電壓保護單元：輸入電壓保護單元的原理如圖310所示，由電壓檢測和過壓比較兩個部分構(gòu)成，其功能是對輸入電壓的過壓保護和指示。當輸入電壓高于設(shè)定值時，比較器輸出高電平去控制故障開關(guān)封鎖PWM信號。圖310 輸入電壓保護單元輸入電壓保護單元的電壓檢測和比較器的原理可以參見輸出電壓保護單元的說明，只是在此用的比較器沒有設(shè)滯環(huán)。電流保護單元：電流保護單元原理如圖311所示，由比例放大、限流單元、過流比較、過流故障輸出四部分組成，其功能是實現(xiàn)輸出限流和過電流保護。圖311 電流保護單元比例放大：電流檢測是通過電流傳感器，其輸出的是電流信號，經(jīng)過電阻RF轉(zhuǎn)化為電壓信號，再經(jīng)過R44和C20進行濾波。運放U2C、電阻R4R46和R47組成放大器對電流信號放大同時有阻抗變換的作用。放大后和電流信號可以用作電流反饋、電流限制和過電流保護。限流控制：放大后的電流信號經(jīng)過電位器POT1分壓，經(jīng)過穩(wěn)壓管和電阻R45控制Q3開通和關(guān)斷。當POT1分壓大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓管擊穿Q3開通，Q3開通將PWM控制器的軟起動端的電壓拉低，減小PWM寬度，減小輸出電流，實現(xiàn)限流控制。過流比較：如果電流限制沒有起作用，電流會上升，這時過流保護要起作用。放大電電流信號和由R52和R51分壓后的電壓基準進行比較，當電流放大信號大于基準電壓時，運放U2D輸出+，控制故障開關(guān)輸出為低電平。過流故障輸出：過流故障輸出和顯示由三極管Q電阻R5LED指示L6組成。當U2D輸出+，Q5通過，輸出低電平，同時過流指示L6亮。故障封鎖單元：當故障發(fā)生后要能封鎖PWM信號，關(guān)斷IGBT，否則為使功率器損壞。故障封鎖單元原理圖如圖312所示，由RS觸發(fā)器和故障封鎖開關(guān)兩部分構(gòu)成，功能是在輸出過壓、過流和短路信號發(fā)生后能封存故障，關(guān)閉PWM信號，關(guān)斷IGBT。圖312 故障封鎖單元原理圖RS觸發(fā)器：輸出過流信號、輸出過壓信號及從驅(qū)動板來的IGBT短路信號（都是低電平）經(jīng)過U5A和U5B加在由U5C和U5D組成的RS觸發(fā)器的置一端，使RS觸發(fā)器輸出為高電平開通故障開關(guān)Q2。采用RS觸發(fā)器能在故障信號消除后仍能保持PWM信號封鎖狀態(tài)，以避免頻繁故障和保護動作對功率器件及其它器件的損壞。故障封鎖：故障封鎖由三極管Q2及電阻R5R60和R61組成。當故障封存的RS觸發(fā)器輸出高電平時，Q2導(dǎo)通將PWM控制器的軟起動端接為低電平，封鎖PWM輸出。此外輸入過壓信號也可直接控制Q2，在輸入過壓時封鎖PWM信號。多閉環(huán)轉(zhuǎn)換：在研發(fā)和調(diào)試過程中，要對開環(huán)、單閉環(huán)和雙閉環(huán)進行調(diào)試。電路PCB板上有不同跳線實現(xiàn)不同環(huán)的轉(zhuǎn)換。開環(huán)控制：當跳線器JUP2和JUP4接通時，PWM控制器的誤差放大器工作在電壓跟狀態(tài)，調(diào)節(jié)給定電位器，可以調(diào)節(jié)PWM發(fā)生器的比較電壓，調(diào)節(jié)PWM輸出信號的寬度，實現(xiàn)開環(huán)控制。跳線設(shè)置如下：單閉環(huán)控制：斷開跳線器JUP4，合上JUP2和JUP3可實現(xiàn)電流環(huán)控制；斷開跳線器 PU2，合上JPU1和JPU4可實現(xiàn)電壓環(huán)控制；雙閉環(huán)控制：斷開跳線器JUP4和JPU2，合上JUP1和JUP3 可實現(xiàn)電壓/速度與電流環(huán)的雙閉環(huán)控制。上述閉環(huán)轉(zhuǎn)換時，PI調(diào)節(jié)器控制參數(shù)要根據(jù)控制對象不同而調(diào)節(jié)。 參數(shù)選擇控制電源：+15V/、15V/外部給定電壓：DC 05V電流傳感器取樣電阻：100歐電壓傳感器取樣電阻：100歐速度反饋輸入：DC 05VPWM驅(qū)動輸出信號：14mAIGBT故障輸入信號：520mAOUT+與OUT電流：〈1mAUC+與UC電流：〈1mA系統(tǒng)仿真 PSIM軟件介紹PSI